141017. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés mikrohullámokat elnyelő gázok rezanáns elnyelési tulajdonságainak hasznosítására mikrohullámú jelforrás ill. generátor frekvenciájának állandósításához
2 141017. molekulák összeütközésétől különböző, a vonalszélességet megszabó tényezők nem lépnek az egyenletbe. E gázok elnyelőképessége tehát mikrohullámú frekvenciákon! a nyomás függvényében erősen növekszik a kisnyomások tartományában, a nyomás növelésekor azonban: egy határértékhez aszimptotikusan közeledik. A gáznyomás növelésének hatása a rezonáns elnyelésre abból áll, hogy a gáz abszorpciós vonalának frekvenciaszélességét növeli,* anélkül azonban, hogy annak nagyságát a középfrekvencián módosítaná. A találmány szerint bizonyos mikrohullámelnyelő gázokban a rendkívül keskeny frekvencia-elnyelési spektrumokat csökkentett nyomáson arra hasznosítjuk, hogy mikrohullám-keltőiknek, (generátoroknak), pl. klystronnak vagy magnetronnak mint mikrohullámú oszcillátoroknak frekvenciáját állandósítjuk. 10-2 —1CT 3 mm higanyoszlop nyomásnál ilyen gázokban valamely spektrumvonal effektív Q-ja (a vonalfrekvencia viszonya a vonalszélességhez) 50,000—100,000 nagyságrendű, függetlenül a rezonáns elnyelő gáz fajtájától. A találmány egyik kiviteli alakjánál a frekvencia-vezérlésre azt a tényt hasznosítjuk, hogy mikrohullámú klystron-generator frekvenciáját részben az a feszültség vezérli, amelyet annak visszaverő elektródájára (reflektorára) vezetünk. Ilyen rendszerben a gázkamrában végbemenő, frekvencia-kiválasztó mikrohullám-elnyelést használjuk fel a klystron visszaverő elektródájára vezetett, frekvencia-vezérlő feszültség szabályozására, hogy a reflektor feszültségét állandó értéken tartsuk és így a keltett frekvenciát állandósítsuk. A gázban végbemenő mikrohullámú rezonáns elnyelés változásait detektáljuk és a keltett jelekkel összehozzuk; az így kapott vezérlőfeszültség a keltett jelfrekvenciát negativ (degenerativ) irányban vezérli. A találmány egy másik kiviteli alakjánál azt a tényt hasznosítjuk, hogy magnetron-generátorok frekvenciáját kisegítő elektronsugárral vezérelhetjük, melyet a magnetron valamelyik rezonáns üregén át irányítunk. Az utóbbi megoldásnál a mikrohullámot elnyelő gázkamrában fellépő, frekvencia-kiválasztó mikrohullám-elnyelést használjuk fel arra, hogy a kisegítő, frekvencia-vezérlő elektronsugár erősségét egy vagy több ürös rezonátorban vezéreljük és így a magnetron üzemi frekvenciáját állandósítsuk. A találmány célja eljárás és berendezés létesítése mikrohullámú frekvenciák állandósítására. A mellékelt rajz a találmány szerinti berendezés néhány kiviteli alakját példaképen, vázlatosan tünteti fel. Az 1. ábra az első megoldást klystonnak ill. reflex tipusú mikrohullám-keltőnek frekvenciavezérlésével kapcsolatban mutatja. A 2. ábra a második megoldást magnetrontipusú mikrohullám-keltő frekvencia-vezérlésével kapcsolatban szemlélteti. A 3. ábra mikrohullám-elnyelő gázban a mikrohullám-frekvenciát ábrázolja a mikrohullám-energia elnyelésének függvényében. A 4. ábra a gáz nyomása és a mikrohullámelnyelés közötti összefüggést mutató diagramm. Az 5. ábra az 1. vagy a 2. ábra szerinti berendezés egy részének módosított alakja. Hasonló hivatkozási számok az egész rajzon hasonló elemeket jelölnek. A találmány első kiviteli alakját, mely klystron-, illetve reflex-típusú mikrohullám-keltő frekvenciájának állandósítására alkalmas, az 1. ábra mutatja. Az 1 mikrohullám-keltőben 3 katód, 5 vezérlőrács, középen perforált, szűkített 7 ürös rezonátor és 9 visszaverő (reflektor-) elektróda van. A 7 ürös rezonátornak a 3 katódhoz viszonyítva pozitív előfeszültséget adunk, az 5 vezérlőelektródába pedig olyan előpotenciált vezetünk, amely a sugár erősségét vezérli. A 9 visszaverő elektródának a 7 ürös rezonátorhoz képest negatív előfeszültséget adunk 11 telepből, melyet 13 ellenállás közvetítésével kötünk a 9 visszaverő elektródához. A szokásos klystron-generátorcsövekben 15 hangolószerv van a 7 ürös rezonátor hangolására. A 7 ürös rezonátorba nyúló 17 kimenő csatolóhurok a klystronban keltett mikrohullámú energiát a 19 koaxiális vonalvezetéken át a 21 hullámvezetőbe továbbítja. A 21 hullámvezető egy részei, melyet gáz.# záró, de egyébként miikrohullám-áiteresztő 23, 25 ablakok fognak közre, 27 gázkamrát alkot, melyet mikrohullám-elnyelő gáz, pl. ammóniák tölt ki. E gázkamra a generátor üzemi mikro^ hullámú frekvenciáján nem rezonáns. A hullámvezető harmadik 31 szakaszában első 29 kristálydetektoir van, melyet a 27 gázkamra-sza^ kaszon át közvetített mikrohullámú energia működtet. A 29 detektort, melyet a hullámvezető rendszer jellemző impedanciájához gyakorlatilag hozzá kell illeszteni, 33 egyenáramú erősítőnek a bemenőköréhez kötjük, míg az erősítő kimertőköirét a 13 ellenálláshoz csatlakoztatjuk. A 21 hullámvezetőt továbbá két 35, 37 nyíláson át, melyek távolsága az üzemi frekvencián egynegyed hullámhossz, 39 irányító-csatoló hullámvezetőhöz csatoljuk, mely pl. alapjában véve ismert fajtájú lehet. A 39 irányító csatoló hullámvezetőnek a generátor felé eső végéni a méretezett 41 végdarabot, pl. veszteséges dielektrikumból készült éket helyezhetjük el. Az irányító-csatoló hullámvezető másik végében második 43 mikrohullám-detektor van, melyet második 45 egyenáramú erősítő bemenőköréhez csatolunk. A 37 csatolónyílás! és a második 43 mikrohullám-detektor közé esetleg a 47 gyengítő dielektromos éket iktathatjuk, mely megakadályozza azt, hogy a detektorból származó hullámvisszaverődések a 21 hullámvezetőbe jussanak. A második 45 erősítő kimenővégét a 31 ellenállás megmaradt végéhez: és az 1 klystrongenerator 9 visszaverő elektródájához kötjük. A szakmában ismert valamilyen módon a generátorhoz (nem ábrázolt) terhelőkört csatolhatunk feltéve, hogv ennek energiaváltozásai a detektorkör kiegyensúlyozott állapotát nem zavarják.
